神経発火のパターンが、どのようにして記憶された顔や話された文章になるのか？認知神経科学は、精神的な働きと脳内での生物学的な実装を結びつけることで、こうした疑問に取り組む。

この分野は、精密な行動パラダイムについては実験心理学を、脳活動を測定または操作するためのツール（機能的MRI、脳波計、脳磁図、経頭蓋磁気刺激、そして外科手術患者における侵襲性の高い記録など）については神経科学を活用している。計算モデルは、神経データと認知理論の間のギャップを埋めるのに役立つ。

主な研究テーマは、注意、記憶システム、言語、意思決定、意識などである。研究成果は、古典的な心理学概念を洗練させるとともに、神経メカニズムに基づいた新たな概念を生み出してきた。臨床応用は、発達障害の理解を深めることから、脳損傷後のリハビリテーション戦略の設計まで多岐にわたる。

• 認知プロセスを脳のメカニズムと関連付ける
• 画像化、記録、刺激法を用いる
• 心理学と神経科学を統合する
• 理論と臨床実践の両方に役立つ